EP2061619A1 - Verfahren zum löttechnischen verbinden von bauteilen - Google Patents

Verfahren zum löttechnischen verbinden von bauteilen

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EP2061619A1
EP2061619A1 EP07801328A EP07801328A EP2061619A1 EP 2061619 A1 EP2061619 A1 EP 2061619A1 EP 07801328 A EP07801328 A EP 07801328A EP 07801328 A EP07801328 A EP 07801328A EP 2061619 A1 EP2061619 A1 EP 2061619A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
components
solder
tack
welding
walled
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07801328A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Knott
Walter Gieg
Anton Reichart
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MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Publication of EP2061619A1 publication Critical patent/EP2061619A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0004—Resistance soldering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11—Spot welding
    • B23K11/115—Spot welding by means of two electrodes placed opposite one another on both sides of the welded parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
    • B23K11/163—Welding of coated materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K28/00—Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
    • B23K28/02—Combined welding or cutting procedures or apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18—Sheet panels

Definitions

  • the invention relates to a method for soldering connection of components.
  • the present invention is based on the problem to provide a novel method for soldering of components, which is suitable for connecting relatively thin-walled, non-intrinsically stable and thus distortion-prone components, in particular sheets.
  • the method according to the invention comprises at least the following steps: a) providing at least two flat and relatively thin-walled components to be joined together and a brazing foil; b) placing the brazing foil between them connecting components; c) fixing the components to be joined together by tack welding, such that at least one, spaced from an edge of the components position a tack welding of the components, between which the solder foil is arranged takes place; d) solder joining the fixed components.
  • the inventive method allows for relatively thin-walled, non-intrinsically stable and thus distortion-prone components a high-quality, flat solder joint. A deformation of the components in the soldering process can be safely avoided by the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic section of two components to be joined together, together with a solder foil arranged between them;
  • Fig. 2 shows the detail of Fig. 1, wherein the components are fixed by a tack weld relative to each other.
  • the present invention relates to the surface bonding of relatively thin-walled, non-intrinsically stable and thus distortion-prone components by soldering.
  • At least two relatively thin-walled and non-intrinsically stable components 10 and 12 to be connected to one another and a brazing foil 12, which serves to solder-join the two components 10 and 11, are provided.
  • the relatively thin-walled, non-inherently stable components 10 and 11 are preferably sheets.
  • the components 10 and 11 are aligned with the interposition of the solder foil 12 relative to each other. After aligning the components 10 and 11 with interposition of the solder foil 12, the mit- fixed to each other components 10 and 11 in their orientation, by tack welding. The fixing of the components 10, 11 by tack welding takes place in such a way that the components 10, 11 are connected to each other in sections at at least one position 13 which is spaced from an edge of the components 10 and 11 to be joined.
  • the tack welding of the components 10, 11 at the or each position 13 is carried out using non-illustrated welding electrodes which exert pressure in the direction of the arrows 14 on the components 10, 11 in the region of the positions 13 and the components 10 and 11 to the Connect positions 13 using resistance welding without using any additional welding material.
  • the tack welding takes place at at least one position 13, preferably punctiform at a plurality of positions 13, which are all spaced from the edges of the components 10 and 11.
  • the soldering is done either under vacuum or in a protective gas atmosphere.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum löttechnischen Verbinden von Bauteilen, nämlich von relativ dünnwandigen, nicht-eigenstabilen und damit verzugsanfalligen Bauteilen (10, 11), insbesondere von Blechen, mit zumindest den folgenden Schritten: a) Bereitstellen von mindestens zwei miteinander zu verbindenden, flächigen und relativ dünnwandigen Bauteilen (10, 11) und einer Lotfolie (12); b) Anordnen der Lotfolie (12) zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen (10, 11); c) Fixieren der miteinander zu verbindenden Bauteile (10, 11) durch Heftschweißen, derart, dass an mindestens einer, von einem Rand der Bauteile beabstandeten Position (13), eine Heftschweißung der Bauteile, zwischen denen die Lotfolie angeordnet ist, erfolgt; d) Lötverbinden der fixierten Bauteile (10, 11).

Description

Verfahren zum löttechnischen Verbinden von Bauteilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum löttechnischen Verbinden von Bauteilen.
Zum flächigen, löttechnischen Verbinden von Bauteilen ist es aus der Praxis bereits bekannt, Bauteile unter Verwendung einer Lotfolie miteinander zu verlöten, wobei die Lotfolie zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen positioniert wird. Um beim löttechnischen Verbinden eine exakte Positionierung der miteinander zu verbindenden Bauteile zu gewährleisten, ist es aus der Praxis weiterhin bekannt, die Bauteile an ihren Rändern miteinander zu verbinden, vorzugsweise an den Rändern miteinander zu verschweißen. Hierdurch kann bei relativ dickwandigen, eigenstabilen und damit verzugsunanfälligen Bauteilen eine exakte Ausrichtung der Bauteile beim löttechnischen Verbinden derselben gewährleistet werden.
Sollen jedoch relativ dünnwandige, nicht-eigenstabile und damit vorzugsanfallige Bauteile löttechnisch flächig miteinander verlötet werden, so ist die aus der Praxis bekannte Vorgehensweise zum löttechnischen Verbinden von Bauteilen nicht geeignet, da sich beim Verlöten die relativ dünnwandigen Bauteile verformen können, so dass dieselben ihre Ausrichtung relativ zueinander nicht beibehalten. Hierdurch wird die Qualität der Lötverbindung herabgesetzt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum löttechnischen Verbinden von Bauteilen zu schaffen, welches zum Verbinden von relativ dünnwandigen, nicht-eigenstabilen und damit verzugsanfälligen Bauteilen, insbesondere von Blechen, geeignet ist.
Dieses Problem wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen von mindestens zwei miteinander zu verbindenden, flächigen und relativ dünnwandigen Bauteilen und einer Lotfolie; b) Anordnen der Lotfolie zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen; c) Fixieren der miteinander zu verbindenden Bauteile durch Heftschweißen, derart, dass an mindestens einer, von einem Rand der Bauteile beabstandeten Position eine Heftschweißung der Bauteile, zwischen denen die Lotfolie angeordnet ist, erfolgt; d) Lötverbinden der fixierten Bauteile.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht selbst bei relativ dünnwandigen, nicht- eigenstabilen und damit verzugsanfälligen Bauteilen eine qualitativ hochwertige, flächige Lötverbindung. Eine Verformung der Bauteile beim Lötprozess kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sicher vermieden werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen schematisierten Ausschnitt aus zwei miteinander zu verbindenden Bauteilen zusammen mit einer zwischen denselben angeordneten Lotfolie;
Fig. 2 den Ausschnitt der Fig. 1, wobei die Bauteile durch eine Heftschweißung relativ zueinander fixiert sind.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft das flächige Verbinden von relativ dünnwandigen, nicht-eigenstabilen und damit verzugsanfälligen Bauteilen durch Löten.
Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mindestens zwei miteinander zu verbindende, relativ dünnwandige sowie nicht-eigenstabile Bauteile 10 und 12 sowie eine Lotfolie 12, die dem löttechnischen Verbinden der beiden Bauteile 10 und 11 dient, bereitgestellt. Bei den relativ dünnwandigen, nicht-eigenstabilen Bauteilen 10 und 11 handelt es sich vorzugsweise um Bleche.
Vor dem eigentlichen Lötverbinden der Bauteile 10 und 11 werden die Bauteile 10 und 11 unter Zwischenanordnung der Lotfolie 12 relativ zueinander ausgerichtet. Nach dem Ausrichten der Bauteile 10 und 11 unter Zwischenanordnung der Lotfolie 12 werden die mit- einander zu verbindenden Bauteile 10 und 11 in ihrer Ausrichtung fixiert, und zwar durch Heftschweißen. Die Fixierung der Bauteile 10, 11 durch Heftschweißen erfolgt derart, dass die Bauteile 10, 11 an mindestens einer Position 13, die von einem Rand der miteinander zu verbindenden Bauteile 10 und 11 beabstandet ist, abschnittsweise miteinander verbunden werden. Das Heftschweißen der Bauteile 10, 11 an der oder jeder Position 13 erfolgt dabei mit Hilfe nicht-dargestellter Schweißelektroden, die im Sinne der Pfeile 14 auf die Bauteile 10, 11 im Bereich der Positionen 13 einen Druck ausüben und die Bauteile 10 und 11 an den Positionen 13 ohne Verwendung eines zusätzlichen Schweißwerkstoffs durch Widerstandsschweißen miteinander verbinden.
Wie bereits ausgeführt, erfolgt die Heftschweißung an mindestens einer Position 13, vorzugsweise punktförmig an mehreren Positionen 13, die allesamt von den Rändern der Bauteile 10 und 11 beabstandet sind.
Beim Heftschweißen der Bauteile 10 und 11 zur Fixierung derselben wird entweder das Lot der Lotfolie 12 an der oder jeder Position 13 der Heftschweißung örtlich verdrängt oder das Lot wird an den Positionen 13 der Heftschweißung in die Heftschweißverbindung zwischen den Bauteilen 10 und 11 örtlich einlegiert.
Nach dem Fixieren der miteinander zu verbindenden Bauteile 10 und 11 auf die obige Art und Weise erfolgt das Lötverbinden der Bauteile 10 und 11, in dem die relativ zueinander fixierten Bauteile inklusive der zwischen denselben angeordneten Lotfolie 12 auf eine Löttemperatur erwärmt werden, die oberhalb des unteren Schmelzpunkts bzw. des SoIi- duspunkts der Lotfolie liegt. Das Lötverbinden erfolgt entweder unter Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum löttechnischen, flächigen Verbinden von Bauteilen, nämlich von relativ dünnwandigen, nicht-eigenstabilen und damit verzugsanfälligen Bauteilen, insbesondere von Blechen, mit zumindest den folgenden Schritten: a) Bereitstellen von mindestens zwei miteinander zu verbindenden, flächigen und relativ dünnwandigen Bauteilen und einer Lotfolie; b) Anordnen der Lotfolie zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen; c) Fixieren der miteinander zu verbindenden Bauteile durch Heftschweißen, derart, dass an mindestens einer, von einem Rand der Bauteile beabstandeten Position, eine Heftschweißung der Bauteile, zwischen denen die Lotfolie angeordnet ist, erfolgt; d) Lötverbinden der fixierten Bauteile.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Heftschweißen das Lot der Lotfolie an den Positionen der Heftschweißung örtlich verdrängt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Heftschweißen das Lot der Lotfolie an den Positionen der Heftschweißung in die Heftschweißverbindung örtlich einlegiert wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander zu verbindenden Bauteile durch mehrere Heftschweißpunkte, die vom Rand der miteinander zu verbindenden Bauteile beabstandet und vorzugsweise in der Mitte der Bauteile angeordnet sind, relativ zueinander fixiert werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heftschweißen ohne Verwendung eines zusätzlichen Schweißwerkstoffs durch Widerstandsschweißen erfolgt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lötverbinden durch Erwärmen der relativ zueinander fixierten Bauteile erfolgt.
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